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第四部分 井筒流体力学1单相（气体）流体力学－静止气柱1.1 平均温度和平均气体偏差系数计算方法(4--1)03415.0exp(TZ Hp p g ts ws γ=式中 — 按静止气柱公式计算的井底压力。
关井时为地层压力，开井时为井底流动压力，M Pa ；ws p—静止气柱的井口压力。
关井时为井口最大关井压力，开井时为不流动气柱的井口压力，Mts p Pa ；— 气体相对密度；g γ— 井口到气层中部深度，m;H — 井筒内气体平均绝对温度，K ；T=T 2/)(ws ts T T +，— 静止气柱井口，井底绝对温度，K;ts T ws T — 井筒气体平均压力，M Pa;p=p 2/)(ts ws p p +— 井筒气体平均偏差系数，由两种计算方法Z= 或 =Z ),(T p f Z 2/)(ws ts Z Z +，— 静止气柱井口，井底条件下的气体偏差系数。
ts Z ws Z 已知，计算的步骤如下；ts p ws p （1）首先对赋初值，建议ws p12192)(H p p p ts ts o ws+=（2）根据,和，求p T g γZ（3）代入式（4--1）计算。
如与之差符合规定的精度要求，则即为所求。
Z )1(wsp )1(wsp )(o wsp )1(wsp 反之，继续迭代到符合规定的精度。
如用计算机计算，有多种算法： 可取Z=1为初值；或=取为初值；或规定迭代次数，一)(o wsp ts p 般迭代5次即可满足工程要求。
1.2 Cullender 和Smith 计算方法1.2.1 按井深H 计算（一步法）(4--2)⎰=wstsp p g Idp H γ03415.0(4--3)pZTI =由数值积分（一步梯形法）得：(4--4)H g γ03415.02))((ts ws ts ws I I p p +-≈式中ts tsts ts p T Z I =wsws ws ws p T Z I =其余符号同前。
试油气中若干计算问题一．纯气井在已知井口压力时井筒各点压力的计算公式：T ΓT T W M =P i =P 井口。
e 1.251x10-6 Li其中：P 井口: 井口压力P i ：任意点压力ρ ：天然气密度L i ：任意点井深二．套管最大掏空深度根据目前的套管强度和固井情况，如果排液超过一定的深度，提高就可能被压力挤毁，所以需根据油套封固情况，来确定套管许最大掏空深度（如图1所示）ρ当P 外—P ≥S.S 套时套管就会被挤毁油套封固压力主要来自管外泥浆柱，地层压力以及岩石侧压力 ①管外泥浆柱压力水泥封固时由于套管偏心，泥浆性质及顶替效率的影响会使泥浆未顶替出，它会对套管产生挤压力。
②地层压力由于异常高压存在，对于地层压力一般比较难于确定，通常采用钻井时该井段的管外泥浆压力作为地层压力③岩石侧压力两种情况，对于非可塑地层岩侧压力来源上覆岩层压力此时仍可以把管外泥浆柱压力作为套管挤压力，对于可塑性地层（岩盐和钾碱条带分布区）由于岩层的蠕动，套管将承受这些塑性流动的力，需加岩石的侧压系数K注：对于生产井还应考虑注水压力的影响所以计算套管许掏空深度分非可塑地层和可塑地层1非可塑性地层（本计算方法已考虑套管抗挤安全系数）P外=ρ1gh P =ρ2g（h－l）P外-P≤P r/k c——————⑴若采用国际单位P外=ρ1gh=hρ1/101.97mpa(g=9.807)ρ1单位g/cm3h单位 mP=(h-l)ρ2/101.97(同上)其中：P r——抗挤压强度P——抗内压强度代入（1）式可以推出：L≤101.97/ ρ2-h(ρ1-ρ2)取最大值：l=101.97 P r/ k cρ2- h(ρ1-ρ2)/ ρ2其中：h---新确定的套管抗挤薄弱点深度P r---查表可知k c———一般性质1.05-1.10《钻井测试手册》《试油技术规范》取：1.105但是应根据固井，套管磨损程度来确定2可塑性地层将P外=ρ1h/101.97P外= k hρ3/101.97= KG0 h/1000mpa 其中：k—侧压系数一般岩石侧压系数取0.42-0.8之间岩盐层和钾碱层几乎接近于1ρ3——岩石密度G0—上覆岩层压力⒊h值的取值：h一般根据套管下深，异常高压层，岩盐层和钾碱层深度来确定⒋当井内为天然气时，油本部分内容可以算出的最低套压P=Pе 1.251×10-4ρh根据：P外-P h≤P r/ k c可以求出最低套压P=1/е 1.251×10-4ρh(hρ1/101.97-P r/ k c)三.套管最高关井压力由于井筒内流体介质不同，流体压力计算公式不同，故分为两种情况：⒈井内为天然气时，井筒存在两处薄弱环节：①井口裸露段和升高短节②套管抗内压最薄弱段，所以应考虑分别计算取其最小值：①井口部分：P wmax1= P b1/n1②最薄弱段： P wmax2= 1/е 1.251×10-4ρ((根据P外-P h≤P b2/ h2推出)P wmax=min [P wmax1 ×P wmax2]其中：P b1，P b2：分别为井口和套管抗内压强度n1 , n2 : 根据《钻井测试手册》n1=1.5n2=1.05⒉井筒内为液柱（ρ4）时根据：hρ4/101.97＋P套－hρ1/101.97≤P b2/n2推出：P套＝P b2/n2＋h/101.97(ρ1－ρ4)------⑵四.天然气井二项式方程式求无阻流量和计算产量的方法⒈在只知道一个流压P下的气产量Q地层压力P e的情况下可以解决的问题：①根据的推导公式求绝对无阻流量Q ab=②根据无阻流量和二项式方程式求出：P2e－P2＝AQ1＋BQ21P2e－P2ab＝AQ ab＋BQ2abB=[(P2e－P2ab)/Q ab－(P2e－P2)/Q1]/(Q ab－Q g)=P2e－P2/Q－BQ1③根据A、B、P e值可以折算压力下的产量，验证某一井口下产量是否对⒉在可知两个流压P P和两个产量Q Q及P的情况下①可以求出 A B值②可以求出无阻流量③根据A B P e可以折算压力下的产量验证某一井口压力下产量是否对。
井下作业常用计算公式井下作业公司试油二十七队张新峰一、注水泥塞施工：1、水泥浆体积计算公式：①、()()001.0k 14h 2d -D 2⨯+=π液V 式中：V ——应配水泥浆的体积；LD ——套管外径：mmd ——套管壁厚：mmh ——设计水泥塞厚度：mk ——附加系数（0.3—1.0）②、()⨯-=210H H V 液V KV ——应配水泥浆的体积；LV 0——每米套管内容积；LH 1——注水泥塞时管柱尾深；mH 2——反洗井深度；mK ——取1.5③V=G )(211ρρρρρ--V ——配水泥浆的体积；LG ——所用干水泥用量；Kg1ρ——干水泥密度； 3.15L g K2ρ—— 水泥浆密度；1.853cm gρ——水的密度；13cm g2、干水泥用量：ρρρρρ--=121V GG ——所用干水泥用量；KgV ——配水泥浆的体积；L1ρ——干水泥密度； 3.15L g K2ρ—— 水泥浆密度；1.853cm gρ——水的密度；13cm g3、清水用量：1GV Q ρ-= Q —— 清水用量：LV ——应配水泥浆的体积；LG ——所用干水泥用量；Kg1ρ——干水泥密度； 3.15L gK4、顶替量：附液V V V V H 0111+⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=V液V —— 顶替量；LH 1——注水泥塞时管柱尾深；mV ——应配水泥浆的体积；L11V ——套管容积减去油管体积的每米容积；L0v ——油管每米容积；m L二、 垫圈流量计测气U 型管测气计算公式：HG 1T 293178.0Q d 2⋅⋅⋅=式中：Q —— 天然气产量 m 3d —— 垫圈孔直径 mmT —— 热力学温度 （293-摄氏温度）G —— 天然气相对密度 0.62H —— U 型管液柱压差 mm三、压井液密度： )1(102k H p +⨯=ρ式中：ρ=压井液密度；P=地层中部压力；H=地层中部深度；K=附加系数（15%-30%）；四、卡点的计算公式：P ⋅K =λL式中：L ——卡点深度 mλ——油管平均伸长 cmP ——油管平均拉伸拉力，KNK ——计算系数，（Φ73mm 油管2450Φ73mm 钻杆3800 Φ89mm 油管3750）系数的计算：K ＝2.1 X 1 04 X 4π(D 2—d 2)L ：卡点深度（m ）、K ：系数(Φ73mm 油管2450 Φ73mm 钻杆3800 Φ89mm 油管3750)λ：平均伸长量（cm ）、 P ：平均拉力（KN ）。
钻井常用计算公式•、地层压力计算1、静液柱压力（MPa）=P（粘井液密度）*0.00981*H（垂深m）2、压力梯度值（MPa）=p（钻井液密度）*0.009813、单位内容积（r∩3Λn>=7.854*10-5*内径2（Cm）4、单位环空容积（m3∕m）=7.854*10^5*（井径2cm-管柱外径2cm）5、容积（m?）=单位内容积（m3∕m）*长度（m）管柱单位排音量（mVm）=7.854*10^5*（外径2cm内径2cm）6、地层压力（MPa）=钻具静液柱压力+关井立压7、压井钻井液密度（g∕c11p>=（关井立压Mpa/O.00981/11（m））+当前井液P（gcm3）8、初始循环压力=关井立压+底泵速泵压9、终止循环压力=（压力井液p/当前井液p）*低泵速泵压10、溢流长度m;钻井液增量m3/环空单位容积m3∕m11、溢流密度p（g∕cm3）=当前井液P-［（套压MPa-立压Mpa）/（溢流长度m*0.00981）］12、当量循环密度p（g/cm3）-（环空循环压力损失Mpa/O.00981/垂深m）+当前井液P13、当量钻井液P（g4zm3）-总压力Mpa/O.00981/垂深m14、孔隙压力MPa=9.81*Wf（地瓜水平均密度g∕cmυ*H（垂高m）15、上覆岩层压力（Mpa）=（岩石基质重量+流体重量）/面积［9.81*［（卜-。
岩石孔隙度％）*pm岩石基颓密度Hem3+4>*p岩石孔隙中流体密度g/cnP］16、地层破裂压力梯度（Mpa）=Pf（破裂地层压力Mpa）/H（破裂地层垂直深度m>Pf（破裂地层压力Mpa）=Ph（液柱压力Mpa）+P（破裂实验时的立管压力MPa）二、喷射钻井计算公式1、射流喷射速度计算相同直径喷嘴VOU1.2.73*Q（通过喷嘴液体排量1.∕S）∕n（喷嘴个数）*dc>2（喷嘴直径Cm）不相同直径喷喷Vo=12.73*Q（通过喷嘴液体排量1.∕S）/de?（喷嘴当量直径Cm）试中:de喷喷当量直径（cm）计算等喷嘴直径de-（根号n喷嘴个数）*d。
